KODE PPC ANDA
Operasi aritmatika binary, merupakan proses aritmatikan yang melandasi tentang proses aritmatika dan logika pada sistem digital dan komputer modern. Namun pada kenyataanya, operasi aritmatika tersebut tidak dapat diwakili oleh operasi yang terdapat pada gerbang dasar, walaupun secara prinsipnya tiap-tiap gerbang mewakili satu operasi aritmatika, terutama operasi aritmatika penjumlahan dan pengurangan.
Rangkaian aritmatika adalah rangkaian yang dapat melakukan proses operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Pada saat kita menjumlahkan bilangan biner 1+1, bila diwakili dengan operasi penjumlahan dengan gerbang OR, akan menghasilkan keluaran yang berbeda dengan operasi aritmatika sesungguhnya, dimana jika dioperasikan dengan gerbang OR akan diperoleh adalah 1+1=10, bagaimana mengimplementasikan pada opersi sistem komputer?
Maka untuk menjawab pertanyaan ini dibutuhkan sebuah rangkaian yang dapat diwakili opersi aritmatik yang sesungguhnya.
Aturan satandar dalam penjumlahan :
0+0=1
0+1=1
1+0=1
1+1=0 dengan carry 1
Aturan standar dalam pengurangan :
0-0=0
0-1=1 dengan borrow 1
1-0=1
1-1=0 dengan carry 1
Perlengkapan Aritmatik (Arithmatic Devices)
Suatu penambah satu bit (one bit adder) berikutnya akan mempunyai relasi input-output, dan akan mempunyai sirkuit untuk menghasilkan seperti apa yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Pengendalian lalu lintas data
Perlengkapan untuk Penyimpanan (Storage Devace)Perlengkapan penyimpanan dasar adalah flip flop yaitu elemen penyimpanan elektronik dasar suatu komputer (kebalikan untuk penyimpanan magnetik).
Input dapat menyebabkan output menjadi tinggi atau rendah dan salah satunya akan tetap, selama kemampuan (power) diberikan untuk sirkuit sehingga unit dapat menyimpan informasi (bit).
Sebuah modul memori terdiri dari sebuah bank flip flop yang besar bersarna-sarna dengan data sirkuit pengendali lalu-lintas (traffic control circuitry), sedemikian sehingga secara efektif data dapat disimpan lebih baik atau dapat dibaca dari sekumpulan flip-flop yang kemudian dikelompokan ke dalarn kata-kata memori (memory words) yang panjangnya pasti dan setiap kata bisa diidentifikasi oleh sebuah barisan bilangan yang dikenal sebagai alarnat memori (memory address).
Sebuah modul memori menghubungkan bagian lain dari komputer melalui suatu kumpulan garis-garis alarnat (address line), garis-garis data (data lines) dan garis-garis pengawasan (control lines).
Alamat yang relevan pada bus alamat (address bus) dan pada pengendalian data yang tepat akan menyebabkan data terus menuju ke atau dari bagian memori yang diperlukan. Saling koreksi yang cocok dengan perlengkapan tambahan, memungkinkan untuk membangun suatu perlengkapan yang biasa dipakai (commonly used devices) seperti register pemindah (shift register) dan penghitung-penghitung (counters).
Arsitektur Komputer
Untuk mengetahui apakah sebuah komputer dapat secara efektif menyelesaikan suatu masalah, tentukan dulu apakah kemampuan secara fungsional suatu komputer cocok dengan pelaksanaan tingkah laku program yang dihasilkan oleh masalah tersebut. Ruang lingkup arsitektur komputer adalah studi kemampuan komputer secara fungsional dari suatu komputer, kontribusinya di antara berbagai unit dan sistem serta kemampuan sistem komputer cocok dengan kebutuhan dalam menyelesaikan masalah secara efektif. Arsitektur komputer tidak hanya memperhatikan konstruksi komputemya, tetapi juga melihat kemampuan sistem disain secara fungsional dengan memperhatikan sistem apa yang cocok (fleksibel) biaya kecepatan dan faktor-faktor teknis lainnya yang berhubungan dengan desain.
Untuk membantu pengajaran suatu arsitektur komputer, sangatlah diperlukan pengetahuan umum mengenai rekayasa komputer, khususnya disain logis (pengajaran mengenai perubahan spesifikasi unit-unit perangkat keras secara fungsional, kemudian pengimplementasiannya ke dalam komponen-komponen sirkuit digital) dan elektronik digital (pengimplementasian komponen-komponen digital dalarn sirkuit elektronik). Arsitektur komputer terkait dengan aspek-aspek teoritis tingkat tinggi dari disain komputer. Pada garnbar dibawah ini terlihat proses arsitektur komputer dalam hubungannya dengan bidang pengetahuan komputer lainnya.
Gambar 1.1: Hubungan Arsitektur komputer dengan bidang pengetahuan komputer lainnya.
Dari gambar 1.1 terlihat bahwa arsitektur komputer muncul di antara batasan perangkat lunak dan keras. Di atasnya adalah bermacam-macam bahasa pemrograman dari tingkat bawah (assembler) sampai tingkatan atas (pemakaian mesin dan sistem pemakaian / intellegent system). Dari segi praktis adalah bahasa mesin dan di bawahnya terdapat pemrograman micro (micro programming); Hal ini dikarenakan kemampuan suatu komputer yang biasa dinyatakan sebagai suatu kumpulan instruksi-intruksi mesin, dapat menyajikan melalui suatu pemrograman micro yang mempunyai fungsi mengimplementasikan intruksi-intruksi tersebut. Oleh karena itu arsitektur komputer bergantung pada banyak ide-ide dasar ilmu pengetahuan mengenai komputer (computer science) dan rekayasa komputer (computer engineering).
Kecepatan pengembangan dan pengimlementasian biaya dari arsitektur komputer terbatas oleh disain logis dan teknologi Integrated Circuit. Kompleksnya suatu arsitektur komputer adalah berinteraksinya fungsi di antara beberapa bagian pemikiran-pemikiran yang unik.
Jadi di dalam arsitektur komputer, setiap orang mengetahui bagaimana membangun suatu perangkat keras yang menunjang perangkat lunak, tetapi dari semua disain mesin hanya sebagian saja yang tidak mengetahui sama sekali bagaimana menggabungkan antara perangkat lunak dan keras tersebut secara keseluruhan.
Arsitektur Pengelolaan Memori Komputer
Untuk melaksanakan rangkaian pengambilan instruksi CPU, menggunakan isi penghitung program atau penunjuk instruksi untuk menemukan instruksi yang diinginkan. Kebutuhan penunjuk program tidak mengambil lokasi secara langsung, tetapi dalam kenyataannya secara relatif dapat menggunakan alamat.
Contoh:
Lokasi sebenarnya dari instruksi = suatu alamat basis + penghitung program
Alamat basis bisa disimpan dalam suatu tabel, dimana alamat inisialnya bisa didapat kembali. Jadi suatu alamat sebenarya (virtual address) adalah suatu instruksi yang diacu oleh suatu alamat yang lebih berbentuk “nomor program atau lokasi dalam program” daripada alamat sebenarnya dalam memori. Bilamana CPU melaksanakan suatu instruksi yang harus mengakses memori, maka untuk membentuk alamat data dari informasi yang diberikan dalam instruksi. Hal ini bisa dalam bentuk alamat sebenarnya, pengenalan suatu item data yang mempunyai hubungan dengan data lain di dalam program yang terjemahkan ke dalam item dari alamat memori yang sebenarnya (actual memory address).
Struktur alamat yang sebenarnya adalah fungsi dari disain arsitektur suatu komputer yang tepat sekali untuk menyimpan suatu program dalam memori di dalam unit-unit yang berukuran tetap atau halaman-halaman (pages). Jadi sebuah instruksi atau item data ditandai oleh nomor halamannya dan kemudian posisinya di dalam halaman. Segmentasi adalah contoh lain dari pengalamatan yang sebenarnya (virtual addressing).
Pengimplementasian memori yang sebenarnya membolehkan komponen-komponen individu dari suatu program untuk disimpan masing-masing secara bebas satu sama lain, sehingga hanya bagian-bagian yang benar-benar dibutuhkan, diberikan ruang memori. Ini berarti bahwa suatu memori sekecil apapun dapat digunakan untuk melaksanakan program-program besar dengan bagian penyimpanan dengan menyimpan bagian-bagian yang tidak digunakan, pada disk.
Elemen Suatu Sistem Komputer
Di dalam formatnya yang paling sederhana, suatu sistem dari orang yang berinteraksi dengan suatu komputer melalui sebuah kombinasi perangkat keras dan lunak (hardware dan software). Perangkat keras mengacu pada peraIatan secara fisik, yang dapat menyelenggarakan fungsi dasar, di dalamnya berisi alur pemrosesan data. Perangkat keras bisa terdiri dari komputer itu sendiri dengan perlengkapan tambahan lainnya.Suatu program komputer adalah sebuah barisan intruksi yang rinci yang didisain untuk memberi perintah kepada komputer guna melakukan berbagai fungsi secara pasti. Sebelum penulisan program yang disimpan, sebuah komputer memungkinkan untuk menerima input, menyimpan informasi (data), membuat keputusan secara aritmetik, memanipulasi data keluaran dalam urutan yang benar dan sesuai format. Program ini disebut sebagai perangkat lunak, yang umumnya dikategorikan sebagai suatu sistem atau sebagai sesuatu yang dipakai.
Perangkat lunak didisain untuk menyediakan penggunaan / pemakaian komputer oleh pemakai. Jadi program kadang-kadang mengacu sebagai utility program. Utility program ini melakukan tugas standar seperti misalnya mengorganisasi file (menghapus, mengganti, menamakan kembali dan sebagainya), menterjemahkan penulisan program dalam bahasa yang beraneka ragam. Satu bahasa yang cocok dengan bahasa komputer (comilers, linkers dan lain-lain), membuat penjadwalan pekerjaan melalui komputer (program pengawasan pekerjaan) dan bidang pengoperasian komputer secara umum yang lainnya. Utility program didapatkan dari pabrik pembuat sistem komputer. Yang terpenting dari sistem perangkat lunak yang disediakan oleh sebuah pabrik komputer adalah sistem pengoperasiannya. Sistem operasi adalah sebuah kumpulan program yang didisain untuk mengontrol masukan dan keluaran operasi komputer, berkomunikasi dengan operator dan mengatur sumber manual yang minimal.
Perangkat lunak terdiri dari sejumlah program yang didisain yang disediakan untuk para pemakai komputer guna mengaplikasikan secara spesifik (misalnya sebuah program memberikan langkah di dalam penyiapan dan pengetikan cek pembayaran pegawai). Program ini bisa dikembangkan di rumah atau dibeli dari para penjual perangkat lunak.
Pendukung yang Bersifat Arsitektur untuk Berbagai Sistem Pengoperasian
Sistem pengoperasianSebuah sistem komputer menghabiskan porsi waktu pelaksanaan yang besar di dalam berbagai sistem program yang sedang bekerja secara langsung untuk pemakai dan yang belum secara langsung untuk bagian masalah yang sedang diselesaikan. Seringkali terdapat panggilan-panggilan pada sistem pengoperasian untuk mengerjakan berbagai operasi I/O, mengatur memori dan mengkomunikasikan dengan program-program lain. Dukungan perangkat keras untuk sistem pengoperasian menjadi suatu pertimbangan yang sangat penting di dalam disain arsitektur.
Tingkat kecanggihan suatu sistem pengoperasian adalah sebuah fungsi dari tugas-tugas yang sedang dilaksanakan (multi tasking), kecepatan dan macam-macam perlengkapan I/O dan jangkauan fungsi-fungsi yang mendukung. Dalam pemakai tunggal yang sudah akrab, sistem yang on line telah tersedia pada komputer-komputer micro atau stasiun-stasiun kerja (work stations) sistem pengoperasian yang terdiri dari :
- memanage file secara rutin – menjaga semua program dan file-file data pada disk,
- interface pemakai (user interface) yang menerima instruksi pemakai yang diketik pada keyboard terminal atau ditentukan dengan cara lain.
- memanage sistem rutin – memuat sasaran program ke dalam memori dari disk untuk pelaksanaan dalam menjawab permintaan-permintaan pemakai-pemakai bahwa semua perangkat keras dan sumber-sumber data yang dibutuhkan ada.
